新工科背景下遙感類專業(yè)課程的思政案例分析研究

孫亞飛 吳怡霏 張娟娟 張志敏

（河南城建學(xué)院 測繪與城市空間信息學(xué)院，河南 平頂山 467036）

1 引言

2017 年2 月以來，為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展、“中國制造2025” 等一系列國家戰(zhàn)略，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，先后發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn)，助力高等教育強(qiáng)國建設(shè)[1,2]。遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)是教育部新工科的一員，遙感科學(xué)技術(shù)的長足發(fā)展為國家新工科建設(shè)增添新活力，也為遙感類專業(yè)課程提供了豐富的思政元素和案例，提高了遙感專業(yè)課堂內(nèi)容的時(shí)效性和高階性，增強(qiáng)了學(xué)生的課堂積極性和職業(yè)自豪感。

2 遙感課程思政案例及分析

近年來，遙感科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，在新社會(huì)需求、突發(fā)事件監(jiān)測、新傳感器技術(shù)、新交叉領(lǐng)域應(yīng)用等方面取得了長足進(jìn)步，譬如，遙感技術(shù)助力新冠疫情防控、蘇伊士運(yùn)河擱淺事件、國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星高速發(fā)展等[3-8]。根據(jù)平時(shí)通過期刊、網(wǎng)站、微信公眾號(hào)等渠道搜集的遙感類課程思政素材，經(jīng)過遙感專業(yè)授課講解和實(shí)踐，選取以下典型思政案例進(jìn)行討論。

2.1 遙感技術(shù)助力新冠疫情防控

（1）思政案例

2019 年底新冠疫情爆發(fā)，給國家和百姓造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失和生命威脅。由于遙感科學(xué)技術(shù)具有高分辨率、面狀監(jiān)測等優(yōu)勢，在疫情爆發(fā)初期就發(fā)揮了其獨(dú)特功能[3,4]，譬如武漢建設(shè)的火神山醫(yī)院和雷神山醫(yī)院，我國吉林一號(hào)03 高分辨率遙感衛(wèi)星進(jìn)行了全程監(jiān)控，為臨時(shí)醫(yī)院規(guī)劃建設(shè)提供了數(shù)據(jù)支撐，也大大緩解了武漢人民的焦慮心情[3]。疫情爆發(fā)以來，遙感技術(shù)一直處在疫情防控第一線，為疫情防控提供精準(zhǔn)的衛(wèi)星遙感影像，助力相關(guān)部門科學(xué)精準(zhǔn)地實(shí)施疫情劃片和防控措施。譬如，2021 年底和2022 年初，天津市西青區(qū)中北鎮(zhèn)和津南區(qū)辛莊鎮(zhèn)等發(fā)現(xiàn)疫情。天津測繪遙感部門為疫情指揮部提供了高分影像、電子地圖等遙感數(shù)據(jù)，為設(shè)置封控區(qū)、管控區(qū)、防范區(qū)等相應(yīng)防控區(qū)域提供了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和決策依據(jù)。天津市委、市政府主要領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)疫情防控指揮平臺(tái)中的實(shí)景三維影像數(shù)據(jù)、標(biāo)注的防控區(qū)域和疫情涉及人員在天津活動(dòng)軌跡，綜合分析研判疫情形勢，科學(xué)制定疫情防控方案，如圖1 所示。

圖1 高分辨率遙感影像應(yīng)用于新冠疫情防控

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有創(chuàng)新精神、勇攀高峰、使命擔(dān)當(dāng)?shù)取＞唧w分析如下：

首先，遙感技術(shù)助力新冠疫情防控屬于新的社會(huì)需求，是國家新工科建設(shè)的重要內(nèi)涵之一，即解決制約社會(huì)發(fā)展的緊迫需求。突如其來的新冠疫情成為制約社會(huì)發(fā)展的障礙，遙感技術(shù)無論在疫情初期還是現(xiàn)在都在貢獻(xiàn)著自己的力量，套用一句常見的話：“人民需要什么，遙感就提供什么”；其次，課堂上對(duì)該思政案例的講解，能夠讓同學(xué)們了解到遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)的實(shí)用性、專業(yè)性、新穎性，尤其是放在大一新生的《遙感概論》課程中效果更好，讓遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)的學(xué)生切實(shí)感受到本專業(yè)的實(shí)用性，不至于對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)處于模糊狀態(tài)；最后，幫助學(xué)生提前樹立正確的職業(yè)觀，當(dāng)社會(huì)遇到新問題時(shí)，學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)為社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，形成正確的道德觀、職業(yè)觀。

2.2 蘇伊士運(yùn)河擱淺事件

（1）思政案例

2021 年3 月23 日，巴拿馬籍貨輪“長賜號(hào)”在埃及蘇伊士運(yùn)河擱淺。該貨輪長達(dá)400 米，遠(yuǎn)大于蘇伊士運(yùn)河最大寬度313 米，因而擱淺在運(yùn)河中間，導(dǎo)致歐亞之間最重要的航道之一蘇伊士運(yùn)河被切斷，全球貿(mào)易面臨巨額損失，每小時(shí)損失高達(dá)4 億美元，甚至影響了石油、天然氣、銅的供應(yīng)。作為全球關(guān)注的突發(fā)事件，國內(nèi)外遙感衛(wèi)星拍攝了大量高分辨率實(shí)時(shí)影像，譬如法國空客0.5 米高分辨率商業(yè)衛(wèi)星Pléiades 和美國worldview 星座衛(wèi)星等光學(xué)遙感影像，憑借高分辨率特性可監(jiān)測到救援進(jìn)展情況。值得注意的是，合成孔徑雷達(dá)SAR 衛(wèi)星憑借全天時(shí)、全天候的優(yōu)勢在本次事件中嶄露頭角。在多云、多霧和夜晚時(shí)光學(xué)遙感衛(wèi)星無法正常拍攝遙感影像，而合成孔徑雷達(dá)SAR 衛(wèi)星則能繼續(xù)工作。我國的海絲一號(hào)、美國的Capella SAR 衛(wèi)星、歐空局的Sentinel-1 衛(wèi)星拍攝了大量SAR 影像，為蘇伊士運(yùn)河貨輪解困提供了重要數(shù)據(jù)支撐，如圖2 所示。

圖2 蘇伊士運(yùn)河擱淺貨船SAR影像（我國海絲一號(hào)衛(wèi)星拍攝）

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有責(zé)任意識(shí)、應(yīng)變能力、理性愛國等。具體分析如下：

首先，面對(duì)突發(fā)事件，遙感技術(shù)體現(xiàn)了責(zé)任意識(shí)、應(yīng)變能力等。蘇伊士運(yùn)河擱淺事件造成全球巨大的經(jīng)濟(jì)影響和次生原材料供應(yīng)影響，遙感技術(shù)憑借高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、全天時(shí)、全天候等獨(dú)特優(yōu)勢，及時(shí)為蘇伊士運(yùn)河貨輪解困提供了幫助；其次，通過該突發(fā)事件，使學(xué)生了解到在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯中，要采用多源遙感技術(shù)去解決項(xiàng)目遇到的問題。每項(xiàng)技術(shù)都有自己的優(yōu)勢和不足，譬如光學(xué)遙感影像的易解譯性和SAR 影像的全天時(shí)、全天候特性，因此需要根據(jù)每項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)制定全面有效的解決方案 ；最后，指導(dǎo)學(xué)生要理性愛國。在合成孔徑雷達(dá)SAR 衛(wèi)星中，我國海絲一號(hào)衛(wèi)星拍攝的影像清晰度不如美國的Capella 衛(wèi)星。通過該案例讓學(xué)生意識(shí)到，雖然我國遙感技術(shù)在硬件方面已經(jīng)躋身世界一流行列，但與美國、法國等國家尚有一定差距。

2.3 國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星高速發(fā)展

（1）思政案例

星載SAR 是全球大范圍對(duì)地觀測技術(shù)之一，具備全天時(shí)、全天候的對(duì)地觀測能力，且具有分辨率高、受云雨天氣影響小、面狀監(jiān)測、成像區(qū)域大等優(yōu)勢。我國星載SAR 高速發(fā)展，先后發(fā)射了北京環(huán)境1C、高分三號(hào)、海絲一號(hào)、陸地探測一號(hào)、巢湖一號(hào)等SAR衛(wèi)星[5,6]。2022 年2 月27 日陸地探測一號(hào)B 星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，與在軌的A 星實(shí)現(xiàn)星座運(yùn)行，利用SAR 干涉測量系列技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度、高分辨率、全天時(shí)、全天候的地表形變監(jiān)測、地形測繪等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國L 波段干涉SAR 衛(wèi)星“從無到有”的發(fā)展，可以廣泛應(yīng)用于自然資源調(diào)查監(jiān)測、應(yīng)急管理、林業(yè)草原監(jiān)測等領(lǐng)域[6]，陸地探測一號(hào)SAR 衛(wèi)星載荷如圖3 所示。此外，在同一天，由華北水利水電大學(xué)與長沙天儀空間科技研究院等共同研制的巢湖一號(hào)衛(wèi)星在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，巢湖一號(hào)SAR 衛(wèi)星主要應(yīng)用于水利、防災(zāi)減災(zāi)等多個(gè)行業(yè)，將有助于解決我國水利工程的安全運(yùn)行與管理、水災(zāi)害應(yīng)急管理等問題，為我國水利行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮重要作用。

圖3 陸地探測一號(hào)SAR衛(wèi)星載荷

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有國家戰(zhàn)略、迎難而上、愛崗敬業(yè)等。具體分析如下：

首先，國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星屬于新的國家戰(zhàn)略需求，也是國家新工科建設(shè)的重要內(nèi)涵之一。SAR 衛(wèi)星無論在民用還是軍用方面都具有獨(dú)特優(yōu)勢，目前，國產(chǎn)SAR衛(wèi)星在硬件方面已具備了高分辨率、多波段、星座化等特點(diǎn)。國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星的高速發(fā)展，豐富了國家新工科建設(shè)的內(nèi)涵和具體形式。其次，增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感。過去，我們國家的SAR 傳感器關(guān)鍵零部件總被卡脖子，經(jīng)過科研人員的逐個(gè)攻破，終于實(shí)現(xiàn)SAR衛(wèi)星硬件技術(shù)的自主可控。近年來，國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星紛紛發(fā)射升空，是我國遙感科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要里程碑，一個(gè)個(gè)真實(shí)案例讓遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)學(xué)生的民族自豪感油然而生。最后，增加了學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣愛好。SAR 衛(wèi)星的紛紛發(fā)射升空，為學(xué)生將來就業(yè)提供了更多的工作崗位，使學(xué)生對(duì)遙感專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚。

2.4 從“測繪科技獎(jiǎng)”感受我國測繪遙感科技進(jìn)步

（1）思政案例

2021 年9 月18 日，2021 年測繪科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)終評(píng)評(píng)審會(huì)在北京測繪大廈召開，不僅測繪遙感行業(yè)關(guān)注，也吸引了更多跨領(lǐng)域“同行”參與。中國科學(xué)院院士楊元喜指出，從評(píng)選出的一等獎(jiǎng)項(xiàng)目可以看出，我國測繪遙感科技有了很大進(jìn)步，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：一是幾何遙感與物理遙感，即光學(xué)與高光譜的結(jié)合；二是多觀測平臺(tái)數(shù)據(jù)的結(jié)合；三是智能感知、智能處理與智能服務(wù)的結(jié)合；四是基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新與服務(wù)創(chuàng)新相結(jié)合。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代測繪遙感技術(shù)無論在理論水平、精準(zhǔn)程度，還是在應(yīng)用范圍方面都得到了極大發(fā)展，成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可或缺的重要力量，頒獎(jiǎng)現(xiàn)場如圖4 所示。從2021 年測繪科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目可知，遙感技術(shù)已與疫情防控學(xué)、冰川學(xué)、建筑學(xué)等領(lǐng)域交叉融合，以一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目《復(fù)雜環(huán)境冰川地形與冰量變化雙站InSAR精密測量關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》為例，該項(xiàng)目提出并建立了復(fù)雜環(huán)境冰川地形與冰量變化雷達(dá)遙感雙站InSAR 精密測量的理論方法與技術(shù)體系，突破了高質(zhì)量冰川地形精密重建、高效率冰厚變化穩(wěn)健探測和高可信冰量變化嚴(yán)密估計(jì)三大類成體系的關(guān)鍵核心技術(shù)，研制了覆蓋廣且精細(xì)的青藏高原冰川地形、冰厚及冰量年際代際變化數(shù)據(jù)產(chǎn)品，揭示了青藏高原冰量時(shí)空變化特征及其氣候響應(yīng)規(guī)律和水文、災(zāi)害效應(yīng)，取得了一批具有國際影響和廣泛應(yīng)用價(jià)值的創(chuàng)新成果，為我國當(dāng)前第二次青藏高原綜合科考、川藏鐵路規(guī)劃建設(shè)、三江源國家公園建設(shè)、2020珠峰高程測量等國家重大戰(zhàn)略任務(wù)的順利實(shí)施提供了重要的科技支撐[7-9]。

圖4 2021年測繪科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)現(xiàn)場

（2）案例分析

該案例包含的思政元素有探索未知、授業(yè)解惑、職業(yè)品德等。具體分析如下：

首先，我國測繪遙感科技有了很大進(jìn)步，與多學(xué)科交叉融合形成“大測繪遙感”模式，成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)不可或缺的重要力量，這也正是國家新工科建設(shè)的重要內(nèi)涵，遙感科學(xué)技術(shù)將在今后美麗中國建設(shè)、優(yōu)化國土空間開發(fā)格局、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等國家重要戰(zhàn)略部署方面繼續(xù)發(fā)揮作用。其次，增加學(xué)生專業(yè)學(xué)科知識(shí)的廣度和深度。大部分學(xué)生只了解專業(yè)，而對(duì)專業(yè)的交叉應(yīng)用領(lǐng)域知之甚少，尤其是大三考研學(xué)生在選擇學(xué)校和專業(yè)時(shí)只關(guān)注測繪專業(yè)。通過該案例的分析和講解，增加了學(xué)生專業(yè)學(xué)科知識(shí)方面的廣度和深度。最后，提升了學(xué)生的職業(yè)自豪感。河南城建學(xué)院作為第三完成單位參與了一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目——《復(fù)雜環(huán)境冰川地形與冰量變化雙站InSAR 精密測量關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》，這是該校第一次獲取國家級(jí)測繪科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。講解該案例，讓學(xué)生知曉國家級(jí)專業(yè)大獎(jiǎng)就在身邊，增加了學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，提升了學(xué)生的職業(yè)自豪感。

3 結(jié)論

通過遙感技術(shù)助力新冠疫情防控、蘇伊士運(yùn)河擱淺事件、國產(chǎn)SAR 衛(wèi)星高速發(fā)展等真實(shí)思政案例的分析，挖掘了創(chuàng)新精神、勇攀高峰、使命擔(dān)當(dāng)、國家戰(zhàn)略、迎難而上、愛崗敬業(yè)等思政元素，與遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)課程知識(shí)進(jìn)行了深度融合。在平時(shí)遙感專業(yè)課堂中，本文思政案例的加入增加了學(xué)生對(duì)遙感科學(xué)技術(shù)專業(yè)和課堂學(xué)習(xí)的興趣，不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)到遙感的新技術(shù)、新傳感器、新交叉應(yīng)用等前沿信息，更讓學(xué)生了解和熟悉與遙感技術(shù)相關(guān)的思政知識(shí)，從而更加有效培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀和職業(yè)道德觀。